Estructura e interacciones de proteínas reguladoras del desarrollo en plantas: estudio de HYL1 y la familia GRF

El crecimiento y desarrollo de las plantas depende de complejos mecanismos regulatorios que controlan de forma precisa y concertada eventos moleculares que ocurren en momentos y tipos celulares determinados. La expresión génica desempeña un papel esencial en la coordinación espaciotemporal de estos procesos, garantizando su correcta ejecución y adaptabilidad a señales internas y externas. Su regulación puede llevarse a cabo mediante diversos mecanismos, incluidos la regulación transcripcional y el silenciamiento génico postranscripcional mediado por microARNs (miARNs). Los factores reguladores del crecimiento (GRFs) y la proteína HYPONASTIC LEAVES 1 (HYL1) desempeñan funciones regulatorias fundamentales durante el desarrollo de las plantas. Mientras que los GRFs son factores de transcripción que participan en procesos que abarcan desde el desarrollo foliar a la tolerancia a la sequía, la proteína HYL1 es un componente del complejo microprocesador que participa en la biogénesis de los miARN. Ambos tipos de proteína comparten la particularidad de poseer una arquitectura estructural en donde su rol biológico se encuentra determinado por las características individuales de dominios funcionalmente divergentes que se encuentran espaciados por regiones conectoras. En ambos casos, su función regulatoria depende de la acción sinérgica de sus dominios modulares, cuya capacidad para reconocer componentes celulares específicos depende de su estructura o motivos a nivel de su secuencia primaria. Sin embargo, los determinantes estructurales que definen la función de ambas proteínas no han sido descriptos en detalle. En esta tesis doctoral se caracterizaron las propiedades estructurales que definen a la familia GRF y a la proteína HYL1. A través de análisis bioinformáticos se encontraron motivos conservados en el dominio de transactivación de los GRFs que sugieren la existencia de cuatro subfamilias funcionalmente divergentes y, además, se identificaron determinantes intrínsecos en su dominio de unión a ADN (WRC) que los distinguen de otras proteínas. Utilizando técnicas biofísicas de alta y baja resolución se logró caracterizar la estructura del dominio WRC, un dedo de zinc no canónico, y se identificaron los residuos responsables de reconocer secuencias cis-regulatorias de los GRFs. A su vez, se caracterizó el carácter modular e independente de los dominios que conforman la arquitectura de HYL1, describiendo su naturaleza monomérica in vitro, y la plasticidad conformacional de su dominio C-terminal desestructurado. En este sentido, el estudio detallado de su dominio de dimerización putativo, un dsRBD no canónico, permitió identificar un puente disulfuro que impone restricciones estructurales esenciales para la función in vivo de HYL1. Los conocimientos generados en este trabajo no solo aportan nueva información sobre la relación estructura-función de proteínas que gobiernan la regulación del desarrollo vegetal sino también contribuyen al desarrollo de las herramientas biotecnológicas emergentes basadas en el módulo regulatorio GRF:GIF.